某轴向无刷励磁机多方案通风三维热流场分析

以7. 8 MW无刷励磁机现运行方案为基础,对通风冷却系统进行优化,提出了以改变现方案下通风结构、空气入出口位置的多种方案。建立其整机流固耦合物理模型,基于计算流体动力原理,采用有限体积法,给定边界条件,对多方案下励磁机热流场进行数值计算并进行对比分析。结果表明:改变现方案通风结构,励磁机内空气压力、速度、温度分布规律与现运行方案基本相同,但定转子部件处平均温度不同,最高温度仍位于远离整流盘侧的转子线棒端部,均低于原方案的最高温度;现方案下互换空气入出口位置,对励磁机的热流场有较大影响,最高温度在靠近整流盘侧的定子线棒端部。研究结果为结构类似的励磁机的优化设计提供理论指导。     

全轴向通风无刷励磁机三维温度场数值模拟

为获得全轴向通风无刷励磁机中定转子部件及同轴布置的单侧整流盘区空气温度分布特点,建立其整机流固耦合物理模型,基于计算流体动力学原理,采用有限体积法,给定边界条件,对励磁机整机三维湍流流动及传热控制方程进行数值求解与分析。结果表明:整流盘附近空气温度50～72℃,远低于二极管工作环境允许的极限温度110℃,相同截面位置转子线棒温度高于定子线棒,转子风沟空气温度较高。数值模拟结果与测点间的温度值误差较小,其相对误差为-4. 5%;采用有限体积法与工厂采用等效热网络法所得励磁机定转子部件体平均温度,相对误差绝对值均小于10%,证明本文数值计算结果的准确性。研究结果可为同类型励磁机风路设计提供参考。